Точният механизъм на действие на леветирацетам все още не е напълно изяснен, но явно той въздейства върху намиращия се в синаптичните везикули протеин 2А, които се среща в пространството между нервите (синапси), и спира освобождаването на химични агенти между нервните клетки.
Presný spôsob, akým levetiracetam pôsobí, je stále nejasný, ale zdá sa, že interferuje s proteínom nazývaným synaptický vezikulárny proteín 2A, ktorý sa nachádza v priestore medzi nervami (synapsie), a zastavuje uvoľňovanie chemických poslov medzi nervovými bunkami.